Fémhidridek

Fémhidridek olyan vegyületek, amelyek hidrogént kötnek a fémhez. Általános képletük MHx, ahol M a fém és x a kötött hidrogén mennyisége. A fémhidridek három fő csoportba sorolhatók: bináris ionos hidridek (például NaH, KH, CaH2), interstitial hidridek (például TiH2, ZrH2, PdHx), és komplex hidridek (például NaAlH4, LiBH4).

Bináris ionos hidridekben a hidrogén H−-ként kötődik a fémhez, kristályrendszerük savas jellegű. Interstitial hidridek esetében a hidrogén kis atomként tölti ki a kristálygödör‑üregeket és oldódik a fémben, gyakran alacsonyabb konformációval. Komplex hidridek olyan vegyületek, amelyek hidrogént hordozó komplex ionokban kötődik, és gyakran nagyobb összhidrogéntartalommal rendelkeznek.

Előállításuk nagy részben közvetlen hydridációval történik: a fémek reagálnak H2-gázzal magas nyomáson vagy katalizált körülmények között. A hidridek jellemző tulajdonsága a hidrogén tárolási kapacitása: tömeg százalékban megadva változó, típustól függően körülbelül néhány százaléktól több mint hét százalékig terjedhet. A deszorpció és hydrid-képződés kinetikája és hőmérséklet-nyomás függése tervezési kérdés a gyakorlati alkalmazásokban.

Alkalmazások terén a fémhidridek kiemelt szerepet játszanak hidrogén-tárolásban és szállításban, különösen a tüzelőanyag-cellás rendszerekben és energiatároló megoldásokban. Kutatások célja a nagyobb tárolási kapacitás, gyors reakciók és hosszú ciklusszám elérése, különösen MgH2 és komplex hidridek esetében. Biztonság: sok hidride rendkívül reaktív vízzel és levegővel, és exotherm reakciókat idézhet elő, ezért szakszerű kezelés és tárolás szükséges.